Termoplastiklere uygulanan rezistans kaynağıparametrelerinin belirlenmesi ve optimizasyonu

Bu çalışmada polipropilen ve yüksek yoğunluklu polietilen polimerlerine farklı şekil ve kalınlıklarda krom nikel ısıtma elemanları kullanılarak farklı birleştirme açılarıyla rezistans kaynağı uygulanmıştır. En ideal parametrenin belirlenmesi için mekanik testler, mikroyapı incelemeleri ve termal görüntüleme yöntemleri kullanılarak kaynak performansları incelenmiştir. Çalışmada 12V AC (50W) transformatör kullanılarak deney düzeneği hazırlandı. Enjeksiyon makinesi kullanılarak üretilen test numuneleri farklı açılardan (90°, 45° ve 30°) kesildi. Aynı tip, farklı çap ve farklı şekildeki rezistans telleri ile kaynaklandı. Kaynak esnasında termal kamera ile yapılan incelemelerde uygun sıcaklığın 217 °C ve kaynak süresinin 13 saniye olduğu belirlendi. Parçalar üzerine farklı kuvvetler uygulanarak parçaların yapışması sağlandı. Uygun kuvvetin 20N olduğu belirlendi. Elde edilen kaynaklanmış parçalara çekme testi, üç nokta eğme testi ve darbe testi uygulanarak mekanik özellikleri incelendi. Polipropilen malzemenin kaynaklı birleştirmelerine uygulanan çekme testi sonuçlarına göre 0.5 mm tel ile yapılan kaynakların daha mukavemetli ve 0.3 mm tel ile yapılan kaynakların ise mukavemetsiz olduğu görüldü. Ayrıca çekme testi sonucuna göre en iyi mukavemeti spiral tel ile 30° kesme açsıyla yapılan kaynaklı birleştirmelerin gösterdiği görüldü. Buna istinaden yüksek yoğunluklu polietilen malzemelerin kaynaklı birleştirmelerinin çekme testleri için sadece bu parametrelerdeki numuneler test edilerek iki malzemenin kaynak mukavemetleri karşılaştırıldı ve polipropilen malzemenin birleştirmelerinin daha iyi çekme dayanımı gösterdiği görüldü. Yapılan üç nokta eğme testi sonuçlarına göre ise malzemelerin tümü %3.5 esneme göstererek kırılmadı. En iyi performansı 30° açıyla, zikzak tel ile birleştirilen numunelerin gösterdiği görüldü. Malzeme olarak mukayese edildiğinde yüksek yoğunluklu polietilen malzemelerin kaynaklı birleştirmelerin daha iyi eğilme dayanımları gösterdiği görülmektedir. Son olarak mikroyapı incelemerinde optik mikroskop kullanılarak birleştirme yerlerinden kırılan malzemelerin kaynak bölgeleri 400kat büyütülerek görüntülendi. Görüntüler incelendiğinde eriyik akışlarının çapraz ve spiral tel şekliyle kaynaklanan numunelerde daha belirgin olduğu görülmektedir. Fakat zikzak tel şeklinde sadece telin etrafında belli bir kısımda erime ve kesme sırasında oluşan çizgiler gözlemlenerek kaynaklanmayan bölgeler tespit edildi. Çalışma sonunda 13 sn kaynak süresi ve 20N sıkıştırma kuvveti ile 0,5 mm tel kalınlığı ile spiral tel şeklinin en iyi mekanik sonuçları verdiği görüldü.